时钟抖动下加速度测量值的数值双积分误差(英文)

采用蒙特卡洛分析法,对由于时钟抖动造成的加速度计定位误差进行了系统的分析.仿真结果表明,在存在时钟抖动的情况下,加速度测量值是渐近服从高斯分布的,这个结果与理论分析相吻合.对积分距离的方差与时钟抖动之间的关系进行了分析,理论及仿真分析结果都表明了噪声的数值双积分的积分误差与时钟抖动的大小成正比.当输入一个幅值为1g,周期为1 s的正弦波加速度信号时,1 s后数值双积分的积分误差与时钟抖动的比例系数为0.261 1.     

圆柱齿轮低载强化试验研究

采用实物物理试验的方法,研究了某轿车倒挡圆柱齿轮在低幅载荷作用下轮齿弯曲疲劳强度和疲劳寿命的强化特性,证实了低幅应力内存在一个强化载荷区域和最佳强化次数。经过低幅载荷强化,该齿轮轮齿的弯曲疲劳强度提高了3.97%,弯曲疲劳寿命提高了109%。在试验结果的基础上,得到了该齿轮轮齿弯曲疲劳强度、弯曲疲劳寿命随低载强化次数和强化载荷变化的函数关系。     

基于低载强化的悬架弹簧耐久性评价

以某轿车后悬架弹簧为对象,研究室内快速耐久性试验与耐久性里程之间的关系,对悬架弹簧的耐久性进行评价。将低载强化理论引入某试车场强化的比利时路面载荷谱组合谱的损伤分析过程中,处于低载强化区间内的载荷提高了零件疲劳强度,根据由此得到新的S—N曲线统计损伤,再结合室内等幅加载疲劳试验,建立室内外试验的当量关系。用传统修正Miner理论与低载强化理论分别对室外耐久性载荷谱进行损伤估计对比分析,验证弹簧的耐久性分析中低载强化的贡献大小。     

基于低载强化特性的疲劳寿命估计方法

准确地估计疲劳寿命对于汽车零部件的可靠性和轻量化设计具有重要的作用。但由于现有疲劳寿命估计方法认为载荷仅对零件造成损伤,导致工作载荷下基于传统疲劳寿命预估方法得到的疲劳寿命较为保守。大量研究结果表明,疲劳极限以下载荷对零件疲劳强度的强化作用。以碳钢低载强化特性为基础,基于Miner准则,提出一种考虑低载强化效果的简化的疲劳寿命预估方法。该方法将疲劳寿命预估分成两个阶段,在不同的阶段分别考虑低幅载荷的强化和损伤。通过对强化效果与强化载荷和强化次数的关系进行线性简化,简化了疲劳寿命的计算过程。以轿车扭杆梁后桥为对象,通过采集试车场道路下的工作载荷,利用该方法和Miner准则对后桥进行疲劳寿命估计,并通过道路载荷模拟技术对后桥进行试验验证。结果表明,该方法具有较高的精度。     

基于USB接口的变压器有载开关测试仪设计

针对目前有载开关测试存在的测量速度慢、同期性不佳、波形显示及数据处理不直观等问题,设计了基于USB接口的变压器有载开关测试仪。使用ADI公司推出的用于电力测量的A／D转换器AD7656实现6路三相同时采样,采用Microchip公司自带USB模块的PIC18F4550单片机传输数据,利用LabVIEW在便携Pc机上进行数据处理和波形显示。试验表明设计的有载开关测试仪提高了测量速度,改善了测量同期性,并且提供了更加灵活友好的人机交互方式。     

数控车床主轴低载强化试验数据处理

在高强度数控车床主轴低载强化试验结果的基础上,通过数值插值方法,补充了试验数据,得到强化载荷与强化后疲劳寿命之间、强化次数与强化后的疲劳寿命之间的数学关系,然后根据这两个二维关系式,通过数学插值,得到低载强化空间曲面的离散点三维坐标,再根据这些数据点,用Tablecurve3d软件拟合得到低幅交变载荷作用下的三维强化曲面方程。     

单次快前沿电脉冲信号的远距离低抖动传输

本文介绍了一种低时间间隔抖动的单次快前沿脉冲序列信号的远距传输技术.该技术采用远距离传输高重频信号来产生单次触发信号,利用该技术在距信号源端100 m处获得了时间间隔抖动峰峰值小于100 ps的单次脉冲信号.该技术对我国新一代高功率固体激光驱动器以及其它需要高精度同步的仪器或者设备的设计具有较高的参考价值.     

变压器有载开关参数的精确测试

本文针对常用的变压器有载开关智能参数测试仪,提出了多路同步实时采集的新思路,对变压器有载分接开关提出了一种精确测试的实施方案,消除了信号波动带来的误差,提高了测试速度,而且更能达到准确测量的目的。     

基于FPGA的悬臂梁品质因数提高方法

随着微悬臂梁在信号检测方面的广泛应用,需要一种简单高效的方法来提高微悬臂梁的灵敏度.本文提出一种基于FPGA的数字式提高微悬臂梁品质因数的方法.利用FPGA的可编程数字信号处理功能实现信号的移相,并与可变增益放大、滤波处理模块一起构成正反馈环路.该电路对微悬臂梁的振动能量损耗进行补偿,将微悬臂梁的品质因数提高一个数量级.实验结果表明,该方法简单易行,可显著提高微悬臂梁检测的灵敏度.     

有载开关窜油缺陷分析处理

对220 kV某变电站#1主变压器有载调压开关与主变本体窜油缺陷进行分析与处理,并通过改造调整主变有载开关油枕与有载开关的高度差解决该问题。结合现场实际检查结果及试验所对主变本体绝缘油的成分分析论证,总结出该方法对有载调压开关窜油的处理合理有效。     

基于Sage窗的自适应Kalman滤波用于钟差预报研究

钟差预报是时间保持工作中的一项关键技术。Kalman算法作为一种最优预报算法,具有实时性的特点,在时间保持工作中得到了广泛的应用。但是由于经典Kalman算法需要准确确定模型随机误差和测量误差,否则状态估计会引入一定的误差,在原子时算法中表现为原子钟噪声和钟差测量噪声。原子钟的噪声参数值通常是通过Allan方差估计,若估计不够准确,Kalman预报将会出现误差。通过研究基于Sage窗的自适应Kalman预报算法,实时修正状态模型误差。利用自适应因子调整状态预测协方差阵有效降低了模型误差,提高了预报精度,最后通过两台氢原子钟和两台铯原子钟的实测数据验证了算法的有效性。     

基于抖动补偿技术的印刷品图像配准方法研究

在实际的印刷品缺陷检测过程中,存在因相机支架的颤动而导致标准印刷图像和待检测图像在空间位置上配准不精确的问题。为此,在图像去抖动技术的基础上,提出了一种融合SURF(speeded-up robust features)和ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)的运动估计算法。首先,基于SURF算法提取标准印刷图像和待检测图像的特征点;其次,基于ORB算法对提取的特征点进行描述和匹配;再次,将正确匹配的特征点通过仿射模型来求取全局运动矢量;最后,通过求得的全局运动矢量来补偿图像,并完成待检测图像与标准印刷图像的配准。针对待测图像存在的平移、尺度和旋转三种不同变化,分别采用SURF-ORB、ORB和SIFT(scale-invariant feature transform)的运动估计算法进行了性能分析。结果表明,SURFORB的特征点匹配对数量最多,匹配效果最好,SURB-ORB的运动估计时间控制在毫秒级别,满足现代印刷品缺陷检测的实时性要求。因此,融合SURF和ORB的运动估计算法能够对图像进行精确、实时的配准。     

基于小批量生产的统计过程质量控制研究

分析了在小批量生产环境下实施统计过程质量控制存在的问题,对过程质量特征数据服从正态分布的生产过程,给出了基于概率积分变换理论的控制过程均值、过程方差的标准化控制图的方法,实现了对小批量生产过程的实时控制.     

钙离子光时标守时技术研究

近年来光学频率标准(光钟)技术快速发展,国际时间频率咨询委员会计划于 2030 年用光钟重新定义“秒”,并提出了 技术路线,光时标的研究也成为时间频率领域的研究热点。 利用钙离子光钟驾驭微波氢钟,开展高精度光时标信号 TS(Ca + )产 生技术研究。 结果表明,钙离子光钟准连续稳定运行率可达 87% ,稳定度达 8×10 -17 / day。 对光钟和氢钟的频率比对测量分别 采用微波频率锁定方案(上转换)和光生超稳微波方案(下转换),上转换方案引入了并放大了噪声,测量数据比氢钟稳定度差, 而下转换方案产生超稳微波,测量数据频率稳定度与氢钟几乎重合,实现了光钟对氢钟的准确测量。 将测量得到的频差数据直 接置入相位微跃计,产生光时标 TS(Ca + ),独立运行的光时标 TS(Ca + )在一个月内与 UTC 偏差保持在 0. 6 ns 以内。 研究成果 为报送秒定义数据和驾驭自由原子时 TAI 提供技术基础,为提升我国光时标守时能力提供了宝贵的技术支持和工程经验。     

基于鱼类运动行为的水质异常评价因子研究

针对利用鱼类运动行为进行异常水质评价的问题,本文对如何选取具有普遍性、全面性、代表性等特点且能够反映水环境与鱼类运动特征参数之间的主要相关性的因子进行了研究。首先通过研究水质变化对红鲫鱼运动轨迹的影响,引入基于鱼类运动轨迹的曲率、邻近特征这两个特征参数;其次分别提取正常和异常水质中红鲫鱼的速度、加速度、曲率、邻近特征4个特征参数,建立水质异常评价因子数据库;最后将不同评价因子输入支持向量机(SVM)进行分类识别,且采用ROC曲线考察鱼类运动特征参数和水质安全定性关系的准确性。实验结果表明,曲率、邻近特征作为水质评价因子明显优于速度、加速度,不但异常水质识别率达到90%以上,而且通过ROC曲线可知其建立的模型具有稳健性、普适性、高效性。     

基于数据融合和改进 MoCo的工业机器人抖动原因识别

实际工程中工业机器人受关节控制参数不佳易引起末端抖动,抖动原因识别有助于定位关节异常及优化控制。而工业机器人抖动原因识别存在周期信号冗余度高、抖动方向多及抖动状态样本标签缺失的问题,故提出基于数据融合和改进动量对比学习(MoCo)的工业机器人抖动原因识别方法。首先,对工业机器人末端各传感器数据依次进行数据降维、数据扩充、水平拼接融合及降维,构建充足且全面反映抖动方向及状态信息的融合样本。其中,数据融合前降维可降低周期样本冗余度及提升样本融合效率,数据融合后降维可避免融合样本过长导致模型训练复杂度增加。其次,在MoCo前标记少量融合样本由正编码器分类通道输出监督信息,引导特征聚类。然后,改进对比学习策略,将正编码器提取的无标签融合数据特征与动量编码器保存的负样本特征的聚类中心进行对比,去除特征相似度最高的聚类中心以降低对比类别错误的假负样本干扰。并通过对称调换两个编码器的输入进行两次对比损失计算,完成编码器训练。最后,在编码器分类通道后添加Softmax分类器完成工业机器人抖动原因识别。实验结果表明,所提方法在不同工况的工业机器人抖动原因识别准确率均在90%以上,证明了该方法的有效性。     

基于灰度线性建模的亚像素图像抖动量计算

为了解决凝视遥感云场景序列图像的亚像素抖动量求解问题,提出了基于灰度线性建模的亚像素序列图像抖动量计算方法。首先,利用三参数线性模型描述像素及邻域灰度,提出了一种图像灰度的线性建模方法。其次,以序列帧图像相对参考帧图像的抖动量作为线性模型中的优化变量,以参考帧图像与序列帧图像之间的相似性为优化目标,建立了亚像素抖动量解算的最小二乘优化方法,并推导得到了解析计算公式。最后,利用云场景序列图像进行了算法仿真验证。结果表明,该方法抖动量的计算误差小于0.1pixel。将该方法与传统基于特征点的配准算法进行了比较,结果显示该方法具有较高的抖动量计算精度,可应用于遥感图像几何定标、目标定位以及时序图像中目标多帧关联检测等。     

基于 NIM-Sr1 光晶格钟驾驭氢钟产生本地时标的研究

光钟在生成高性能原子时标方面有很大的潜力。 本文介绍了以中国计量科学研究院(NIM)的 NIM-Sr1 光晶格钟为参 考生成本地时标的基本思路,评估了实验室目前用作飞轮振荡器的 HM57 氢钟的噪声参数。 针对 NIM-Sr1 光晶格钟作为基准 钟长期间歇运行时的运行率和时间分布,设计了对测量数据的分段处理方式。 通过对 2022 年 9 月和 10 月 NIM-Sr1 光晶格钟 与 HM57 氢钟比对数据的后处理,生成了光钟驾驭的纸面时标 TS(P),其在 60 天内相对于 TT(BIPM22) 的最大时间偏差为 0. 7 ns,验证了驾驭方法的可靠性。 搭建了以 NIM-Sr1 光晶格钟为参考驾驭 HM57 氢钟生成本地实时物理时标的实验系统,并 评估了 2023 年 4 月生成的实时物理时标 TS(R)的性能,其在 30 天内相对于 UTC 的最大时间偏差为 0. 89 ns。     

小型化低相噪星载铷原子频标研制及其性能分析

随着我国天地一体化通信网络的建设,采用微小卫星作为天基平台,与地面站相互配合,可实现信号的全球覆盖和高速传输.新的通信方式对时钟的稳定性和精确性提出了更高的需求,采用晶振已无法满足.针对这种需求,结合铷原子频标具有较好的短期频率稳定度的特点,采用微波锁相倍频、数字频率综合以及TE011模式磁控管腔等技术,对星载铷原子频...